集成式斯特林发动机动力单元制造技术

本实用新型专利技术设计斯特林发动机技术领域，公开了一种集成式斯特林发动机动力单元，包括缸套、活塞本体、活塞杆，所述缸套的上端设有集热器本体，所述缸套内设有缸腔，所述活塞本体位于缸腔内，所述缸套内位于缸腔的外侧设有环形回热腔，集热器本体内设有用于连接环形回热腔与缸腔的介质通道，所述环形回热腔内设有回热器，环形回热腔的开口端设有环形冷却器，所述环形冷却器的下端设有套设在活塞杆上的密封组件，所述密封组件的上端与环形冷却器的下端密封连接，所述活塞杆的下端设有用于和曲轴连接的连杆。本实用新型专利技术将回热器、冷却器集成到动力单元内，从而省去了外围气路，减小外围气路的热损失、提高热利用率。提高热利用率。提高热利用率。

【技术实现步骤摘要】
集成式斯特林发动机动力单元


[0001]本技术涉及斯特林发动机
，尤其涉及一种集成式斯特林发动机动力单元。

技术介绍

[0002]斯特林发动机是英国物理学家罗巴特斯特林于1816年技术的，因此命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是通过气缸内工作介质（氢气、氮气或氦气）受热膨胀、放热收缩产生的压力差来推动活塞做功，从而将热能转化为机械能输出，因此又被称为热气机。斯特林发动机是一种“外燃”型发动机，其工作效率一般介于汽油机与柴油机之间。斯特林发动机的燃料选择较为宽广，基本上可包括能产生热量的任何热源，无论是液态、气态或者固态燃料，例如太阳能、生物质能，例如太阳能、生物质能，各类油气、工业废热等均可作为斯特林的热源，而且对燃料的纯净度要求也较低，从而适用的场景也较为宽广，成本较低；另外斯特林发动机工作低排放，低噪音，是较为低碳的动力技术。现在常见的斯特林发动机结构较复杂、维护不方便，斯特林发动机内的冷却器、回热器等通常都是分体式、外置式，从而造成每个动力单元连接复杂、集成化低、装配难度大、整体体积大等诸多问题，而且动力单元与外部气路连接导致气路的路径延长，热量容易在气路中损失，而且密封性能要求更高。

技术实现思路

[0003]本技术为了解决现有技术中的斯特林发动机动力单元存在的上述问题，提供了一种集成式斯特林发动机动力单元，该种动力单元集回热器、冷却器与一体，整体结构紧凑、体积小、热利用率高。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0005]一种集成式斯特林发动机动力单元，包括缸套、活塞本体、活塞杆，所述缸套的上端设有集热器本体，所述缸套内设有缸腔，所述活塞本体位于缸腔内，所述缸套内位于缸腔的外侧设有环形回热腔，集热器本体内设有用于连接环形回热腔与缸腔的介质通道，所述环形回热腔内设有回热器，环形回热腔的开口端设有环形冷却器，所述环形冷却器的下端设有套设在活塞杆上的密封组件，所述密封组件的上端与环形冷却器的下端密封连接，所述活塞杆的下端设有用于和曲轴连接的连杆。该种集成式斯特林发动机动力单元将回热器、冷却器集成在一起，从而省去了外围的气路，进而减少了外围气路中的热损失，提高热利用率，减少介质泄漏；同时整体结构更加紧凑、体积小，装配维修也更加方便。
[0006]作为优选，所述的集热器本体包括底座、若干热管，所述底座内设有第一通道、第二通道，所述热管呈U形，热管的一端与第一通道连通，热管的另一端与第二通道连通，所述缸套内的缸腔通过第一介质孔与第一通道连通，缸套内的环形回热腔通过第二介质孔与第二通道连通；所述的第一介质孔、第一通道、热管、第二通道、第二介质孔构成所述的介质通道。热管用于吸收外部热量（太阳能热源、地热能、生物质能等热源），热源通过集热器对缸
腔内的介质进行加热，同时将缸套与集热器本体集成在一起，并且将回热器集成在缸套内，整体密封性、稳定性显著提高。
[0007]作为优选，所述底座、缸套为一体式结构，所述热管之间设有若干导热翅片。一体式结构省去了装配步骤，同时提高了密封性；导热翅片增加集热器与缸腔内的介质的导热性能。
[0008]作为优选，所述活塞本体包括活塞座、活塞顶，所述活塞顶的开口端与活塞座的上端固定连接，活塞顶内设有介质腔，所述活塞座的中心与活塞杆固定连接。活塞顶内的介质腔起到隔热作用，极大的削弱膨胀腔的热量直接通过活塞本体传递到压缩腔。
[0009]作为优选，所述活塞座的上端位于活塞顶的内部设有隔热支撑板，所述隔热支撑板将介质腔分隔成上隔热腔、下隔热腔；所述活塞顶的内壁、隔热支撑板的上侧面与下侧面均设有隔热涂层。隔热支撑板一方面增加活塞顶与活塞座连接处的支撑强度，另一方面将介质腔分隔成两个腔体，通过上隔热腔、下隔热腔提高隔热性能，削弱热腔中的热量通过活塞顶、活塞座向压缩腔传递。
[0010]作为优选，所述活塞座的圆周面上设有两道导向环，活塞座的圆周面上位于两道导向环之间部位设有两道密封槽，每道密封槽内均设有密封环，密封槽的底部与密封环的内圈之间设有支撑环。导向环对活塞座的运动起到导向作用，两道密封槽内的密封环起到密封作用，防止膨胀腔中的气体通过活塞座的间隙进入压缩腔。
[0011]作为优选，所述的密封组件包括密封座、与密封座上端固定的密封端盖，所述密封座内设有圆柱腔，所述圆柱腔的上端设有上压套，圆柱腔的下端设有下压套，下压套内设有下密封圈，所述下密封圈的上侧设有下压环，所述上压套的上端设有上密封圈，所述上压套与下压环之间设有压簧。密封座一方面对冷却器的下端密封，另一方面将缸腔内的介质与外部（曲轴处）的机油隔离，活塞杆是通过上密封圈、下密封圈处密封。
[0012]作为优选，所述密封座的侧面设有设有与密封端盖顶面贯通的连接通道。连接通道的上端与缸腔内的压缩腔连通，连接通道的侧端与机座内的导流通道连接。
[0013]作为优选，所述密封座的内孔处设有内环形槽，密封座的侧面还设有若干与内环形槽连通的注油孔，活塞杆与密封座的内孔间隙配合。通过外置油泵将润滑油从注油孔喷入内环形槽中，然后从活塞杆与密封座的内孔间隙处回流，实现循环润滑、散热。
[0014]因此，本技术具有如下有益效果：（1）将回热器、冷却器集成到动力单元内，从而省去了外围气路，减小外围气路的热损失、提高热利用率；（2）集成度高，整体结构紧凑、体积小、维护方便、成本低；（3）整体密封性能好，不易漏气。
附图说明
[0015]图1为本技术的一种结构示意图。
[0016]图2为集热器本体、缸套的结构示意图。
[0017]图3 为活塞本体、活塞杆、密封组件的连接示意图。
[0018]图4为活塞本体的剖视图。
[0019]图5为图1中B处局部放大示意图。
[0020]图6为图1中A处局部放大示意图。
[0021]图7为四个动力单元与曲轴的连接示意图。
[0022]图8为动力单元在斯特林发动机上的使用状态示意图。
[0023]图中：缸套1、活塞本体2、活塞座20、导向环200、密封槽201、密封环202、支撑环203、活塞顶21、介质腔22、上隔热腔220、下隔热腔221、隔热支撑板23、活塞杆3、集热器本体4、底座40、若干热管41、第一通道42、第二通道43、第一介质孔44、第二介质孔45、导热翅片46、缸腔5、膨胀腔50、压缩腔51、环形回热腔6、回热器7、环形冷却器8、密封组件9、密封座90、内环形槽900、注油孔901、密封端盖91、圆柱腔92、上压套93、下压套94、下密封圈95、下压环96、上密封圈97、压簧98、连接通道99、曲轴10、连杆11、机座12、导流通道13。
具体实施方式
[0024]下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步描述：
[0025]如图1和图2所示的一种集成式斯特林发动机动力单元，包括缸套1、活塞本体2、活塞杆3，缸套1的上端设有集热器本体4，缸套1内设有缸腔5，活塞本体2位于缸腔内，缸套1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成式斯特林发动机动力单元，其特征是，包括缸套、活塞本体、活塞杆，所述缸套的上端设有集热器本体，所述缸套内设有缸腔，所述活塞本体位于缸腔内，所述缸套内位于缸腔的外侧设有环形回热腔，集热器本体内设有用于连接环形回热腔与缸腔的介质通道，所述环形回热腔内设有回热器，环形回热腔的开口端设有环形冷却器，所述环形冷却器的下端设有套设在活塞杆上的密封组件，所述密封组件的上端与环形冷却器的下端密封连接，所述活塞杆的下端设有用于和曲轴连接的连杆。2.根据权利要求1所述的集成式斯特林发动机动力单元，其特征是，所述的集热器本体包括底座、若干热管，所述底座内设有第一通道、第二通道，所述热管呈U形，热管的一端与第一通道连通，热管的另一端与第二通道连通，所述缸套内的缸腔通过第一介质孔与第一通道连通，缸套内的环形回热腔通过第二介质孔与第二通道连通；所述的第一介质孔、第一通道、热管、第二通道、第二介质孔构成所述的介质通道。3.根据权利要求2所述的集成式斯特林发动机动力单元，其特征是，所述底座、缸套为一体式结构，所述热管之间设有若干导热翅片。4.根据权利要求1所述的集成式斯特林发动机动力单元，其特征是，所述活塞本体包括活塞座、活塞顶，所述活塞顶的开口端与活塞座的上端固定连接，活塞顶内设有介质腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：万斌，郭向民，
申请(专利权)人：杭州英洛威能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：